Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu lộ trình ứng suất của đất xung quanh hố đào sâu theo tiến trình thi công có xét đến ảnh hưởng độ cứng của hệ tường vây

TÊN DE TÀI: Nghiên cứu lộ trình ứng suất của đất xung quanh hỗ đào sâu theo tiễn trình thi công có xét đến ảnh hưởng độ cứng của hệ tường vâyIl.. Việc này có thé gây ra nhiều sự cố cho c

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN MINH TRI

NGHIEN CUU LO TRINH UNG SUAT CUA DATXUNG QUANH HO DAO SAU THEO TIEN TRINH

THI CONG CO XET DEN ANH HUONG DO

CUNG CUA HE TUONG VAY

CHUYEN NGANH: DIA KY THUAT XAY DUNGMA SO NGANH: 60580211

LUAN VAN THAC Si

TP H6 Chi Minh, Thang 01/2019

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA — ĐẠI HỌC QUOC GIA - HO CHI MINHCán bộ hướng dẫn khoa học: TS NGUYEN NGỌC PHÚC

BU —

_———eeeêmeẻh ˆ

Cán bộ châm nhận xét 1: PGS TS BUI TRƯỜNG SƠN MM

Cán bộ cham nhận xét 2: TS LE VAN PHA la

aLuan van thac si dugc bao vé tai Truong Dai hoc Bach Khoa — Dai hoc Quéc Gia — Hồ Chí

Minh ngay 09 thang 01 nam 2019.

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ ho, tên, học ham, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1 GS TS TRAN THỊ THANH2 PGS TS BUI TRUONG SON3 TS LE VAN PHA

4 PGS TS TRUONG QUANG THANH5 TS NGUYEN MANH TUAN

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Truong Khoa quản lý chuyên ngành

sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỚNG KHOA

KY THUẬT XÂY DỰNG

Z”)

Z./-GS TS TRAN THỊ THANH TS LE ANH TUAN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do — Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: NGUYÊN MINH TRÍ MSHV:1670180Ngày, tháng, năm sinh: 11/05/1992 Nơi sinh: Tiền Giang

Chuyên ngành: Dia Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60580211I TÊN DE TÀI: Nghiên cứu lộ trình ứng suất của đất xung quanh hỗ đào sâu theo

tiễn trình thi công có xét đến ảnh hưởng độ cứng của hệ tường vâyIl NHIEM VU VA NỘI DUNG:

Mở đầuChương 1: Tống quan về tường chắn trong hồ đảo sâu.Chương 2: Co sở lý thuyết tính toán hồ đảo sâu

Chương 3: Ứng dụng tính toán và phân tích từ công trình thực tế tại dự án Lô M5,

Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh.Kết luận và kiến nghị

II NGÀY GIAO NHIEM VU: 26/02/2018IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 26/12/2018Vv CAN BO HƯỚNG DAN: TS NGUYEN NGỌC PHÚCCAN BO HUONG DAN

(Ho tén va chit ky)

———

TS NGUYEN NGOC PHUC PGS.TS LE BA VINH

TRUONG KHOA KY THUAT XAY DUNG

(Ho tén va chit ky)

—) 4 Ae

TS LE ANH TUAN

LỜI CÁM ƠNCông trình được hoàn thành tại trường Đại học Bách Khoa — Đại học Quốc Gia —Hỗ Chí Minh.

Đê có thê hoàn thành đê tài luận văn thạch sĩ một cách hoàn chỉnh bên cạnh sự nỗlực cô găng của bản thân còn có sự hướng dân nhiệt tình của quý Thây Cô, cũng như sựđộng viên và ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suôt quá trình học tập nghiên cứu vàthực hiện luận văn thạc sĩ.

Xin chân thành bảy tỏ lòng biết ơn đến Thây Nguyễn Ngọc Phúc, người đã hết lònggiúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này Xin gởi lời tri ânnhất của tôi đối với sự hỗ trợ mà Thay đã dành cho tôi

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thé quý Thay Cô trong bộ môn Địa cơ— Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hỗ Chí Minh đã tận tình truyền đạt những kiếnthức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tậpnghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề tài luận văn

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình những người đã không ngừng độngviên, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện

luận văn.

Cuối cùng, tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn đến các anh chị va các bạn đồngnghiệp đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tap, nghiên cứu và thực hiện đề tài

luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh.

Tp Hỗ Chí Minh, ngày 09 tháng 01 năm 2019

TOM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨTrong những năm gần đây ở nước ta, nhu cầu cần sử dụng và khai thác không gianngâm dưới mặt đất ngày càng nhiều Việc xây dựng các công trình nói trên dẫn đến xuấthiện hàng loạt hố dao sâu có kích thước lớn năm trong tang đất có địa chất phức tạp và cómực nước ngầm cao Việc này có thé gây ra nhiều sự cố cho các công trình lân cận dochuyển vị ngang và lún đất nền xung quanh khu vực thi công vượt giới hạn cho phép.Nghiên cứu lộ trình ứng suất của đất xung quanh hồ đào sâu theo tiễn trình thi công có xétđến ảnh hưởng độ cứng của hệ tường vây Nghiên cứu này nhằm dam bảo sự 6n định vàhiểu thêm về hồ đào sâu trong khu vực nền đất yếu ở Thành phé Hồ Chi Minh.

Công trình nằm tại Quận 7, Thành phố Hỗ Chí Minh với 24 tầng cao và 02 tangham, độ sâu đảo lớn nhất tại đáy hồ thang máy là (-12.55m), giải pháp chan giữ hồ dao làtường vây Barrette (Diaphrama + Shoring + Kingpost) có chiều day 0.6m, dài 22.0m sửdụng 02 hệ chống Shoring có thông số 2H400x400x13x21mm ở cao độ +1.100m va-1.600m Kết quả quan trắc thực tế cho thấy chuyển vị ngang của tường vây lớn nhấtnằm ở gần khu vực đáy hồ dao và lún mặt đất xung quanh hồ đào cũng lớn

Sử dụng phương pháp phân tích ngược bang việc so sánh kết quả mô phỏng bang

phân mêm GeoStudio đê kiêm chứng sự đúng đăn các thông sô đâu vào.

Recently, underground spaces are being utilized much more in our country In orderto contruct the underground structures, the deep and big excavations in complex soil strataand high groundwater level become more popular This may cause many problems foradjacent buidings due to the horizontal and vertical deformations and soil around theconstruction area are beyond the allowable deformation limits Research of tress paths ofsoil surrounding deep excavation due to construction processes and stiffness of diaphragmwall This research is to study to understand more the behaviors of excavations in soft soilsin Ho Chi Minh city.

The project is located in District 7, Ho Chi Minh city with 24 floor and 02basements, the largest depth at the bottom of elevator shaft is (-12.55m), the solution tokeep the hole is Barrette (Diaphrama + Shoring + Kingpost) wall thickness 0.6m,22.0m long using two anti — Shoring system with 2H400x400x13x2Imm in code+1.100m and -1.600m The observed results show that the horizontal displacementof the largest diaphragm wall is mear the pit bottom and the ground subsidencearound the pit is large.

Using the reverse analysis method by comparing simulation results with Geostudiosoftware to verify the accuracy of the input parameters.

LỜI CAM ĐOANTên tôi là Nguyễn Minh Trí, học viên cao học chuyên ngành Địa Kỹ Thuật XâyDựng, khóa 2016, trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Tôi xin cam đoanluận văn thạc sĩ “Nghiên cứu lộ trình ứng suất của đất xung quanh hỗ đào sâu theo tiễntrình thi công có xét đến ảnh hưởng độ cứng của hệ tường vây” là công trình nghiên cứu

của riêng cá nhân tôi và không sao chép.

Học viên

hs

, TT

Nguyễn Minh Trí

MOT SO KY HIỆU VÀ VIET TATSw - Gia tăng chuyên vi tại vi trí cách điểm chống thấp nhất.

Ow, - Gia tăng chuyển vị lớn nhất.z - Ứng suất tiếp

7 - Hệ số nhớt (kG.sec/m?).- Vận tốc biến dạng.E - Môđun dan hồi Young

E„ - Được xem là Médun dẻo.

o, - Ứng suất giới hạn chảy trong thí nghiệm kéo đơn trục.y Dung trọng của dat

H,- Chiều sâu hồ đào.B - Bè rộng hồ đào.c - Lực dính kết

œ - Góc nội ma sat.

L- Giá trị riêng (v=1+e) tại p =1.0kN/m’.

A - Độ dốc của đường CSL trong hệ tọa độ v/In ø.N - Giá trị thé tích riêng (v,) tại p =l.0kN/m.A- Độ dốc của đường NCL trong hệ tọa độ v/In ø.Đ.- Ứng suất hiệu quả pháp tuyến trung bình tại độ sâu z.y,, - Dung trọng của nước dưới dat

b, - Mô đun tiếp ban dau.E, - Mô đun tiếp

E., - Mô đun gia — giảm tải

DANH MỤC CAC BANG BIEUBang 2.1 Các giá trị gần đúng chỉ số nén C cho một số loại đất - - 31,32Bảng 3.1: Thông số các lớp địa chất công trình - cc cài 49Bang 3.2 Thông số của các lớp đất dùng trong mô hình tính toán -: 53Bảng 3.3 Thông số tường VAY ccccecceeceeceeceeccuceeceuseuceuseuecustectecseaecuscencans 54Bảng 3.4 Thông số tầng chống 1 cece ceececceeceeccecceccuscuseuscuseuseuscucesuceeceeasen 54Bảng 3.5 Thông số tầng chống 2 - c- c Q2 S01 S1 S1 HH SH nh nh như như chày 55

Bảng 3.6 Trình tự các giai đoạn thi công cà à c2 se 55

Bang 3.7 Thông số nội lực biểu đồ p-q và p’-q’ điểm 91 - c-cccc Sẽ 59Bảng 3.8 Thông số nội lực biểu đồ bao phá hủy p-q và p’-q’ điểm 91 60Bảng 3.9 Thông số nội lực biểu dé s-t và s’-t? điểm 9l c.cccccScccccereeeeei 62Bang 3.10 Thông số nội lực biểu đồ bao phá hủy s-t và s”-t điểm 91 62Bảng 3.11 Thông số nội lực biểu đỗ p-q và p’-q’ điểm 80 -c c2 71Bảng 3.12 Thông số nội luc biểu đồ bao phá hủy p-q va p’-q’ điểm 80 71Bảng 3.13 Thông số nội lực biéu đồ s-t và s’-t? điểm 80 - c- c c2 sec c«2 73Bảng 3.14 Thông số nội lực biểu đồ bao phá hủy s-t và s”-t° điểm 80 74

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỎ THỊHình 1.1 Cơ chế phá hoại bùng nên khi khơng xét ảnh hưởng chân tường 6Hình 1.2 Cơ chế phá hoại bùng nên khi xét ảnh hưởng chân tường - - 6Hình 1.3 Biến dạng uốn bên dưới tầng chống thấp nhất theo O°Rourke 7Hình 1.4 So sánh gia tăng chuyển vị giữa quan trắc hiện trường và giả thuyết chuyền vi

dang ham sin theo O’ Rourke€ - << c2 22 222221111113 x32 7

Hình 1.5 Ảnh hưởng của độ ngàm chân tường đến cơ chế biến dạng dẻo của hồ đào cĩtang chống trong SÉ LH HS TH TH TH TH TK TK nh TT nhà nh nhà cv ykt 8Hình 1.6 Phương ứng suất chính lên phân tố trong 4 vùng biến dạng - 8Hình 1.7 Co chế biến dang của hồ đào rộng cĩ tầng chống trong sét cĩ xét đến ảnh hưởngcủa biến dạng hình sin phần bụng tường - - -cc ccc cc S11 Sen sét 9Hình 1.8 Cơ chế bién dang của hồ đảo hẹp cĩ tầng chống trong sét cĩ xét đến ảnh hưởngcủa biến dạng hình sin phần bụng tường - -cc ccc ccc S212 se 9Hình 1.9 Các lộ trình ứng suất khác nhau của thí nghiệm ba trục 10Hình 1.10 Các lộ trình ứng suất trong hồ đào -‹- -cc cv cv cài 11Hình 1.11 Lộ trình ứng suất trong dat 0.0 cece cee cecceccescuccceuscuscuscescetcetcesencs 11Hình 1.12 Lộ trình ứng suất trong hồ đào cece eecce cca ecceeceeceusceeceaeeeseans 12Hình 1.13 So sánh kết qua phân tích chuyền vị trường vây bang phan tử hữu hạn theo 3

mơ hình khác nhau (Mohr-Coulomb, Hyperbol Duncan, Modified - Camclay) 14

Hình 1.14 Vùng ảnh hưởng của hồ đào sâu và các lộ trình ứng suất 15Hình 2.1 Mơ hình đàn hồi tuyến tính - -c- c c2 E111 111v cv cài 17Hình 2.2 Mơ hình vật liệu dẻo thuần túy - - CC c n1 S nh vn rưn 18

Hình 2.3 Mơ ta vật liệu nhớt theo Newton ccc c cece cece cece eeee ccc eeeeneseeeueescess 18

Hình 2.4 a) Mơ hình đàn dẻo tăng bên, b) Mơ hình đàn dẻo lý tưởng 19

Hinh 2.5 9)):-ì:8::-5-0031›4:aaidddiiiiaiẳaẳiảaaảaăaảậaaaa EEE EEE EEE 20

Hình 2.6 a) Mơ hình của Terzghi, b) Mơ hình cải tiến của Biot, c) Mơ hình của Taylor, d)

Hình 2.11 Đường bao phá hủy trên mặt phăng Z - -c-c c2 c2 25

Hình 2.12 Đường bao phá hủy trên mặt phang Z tương ứng theo ø 25

Hình 2.13 Mặt dẻo theo tiêu chuẩn Mohr — Coulomb khi f = ƒƑ - 25

Hình 2.14 Mặt bao phá hủy cải tiễn cho đất không nguyên dạng - - - 26

Hình 2.15 Vùng giới hạn từ biến giữa mặt chảy dẻo a và b theo ứng suất tiếp 27

Hình 2.16 Mặt bao phá hủy lục giác đều Tresca cho sơ đồ không thoát nước UU 27

Hình 2.17 Xây dựng hệ trục trong mặt phăng ứng suất lệch (s— †) - 28

Hình 2.18 Đường bao sức chống cat trong mặt phang ứng suất lệch (s — †) 28

Hình 2.19 Quá trình thoát nước tăng bền của đất cớ 30Hình 2.20 Xu hướng tăng bền khi đất thoát nước — trong không gian ứng suất chính 31

Hình 2.21 Lộ trình ứng suất của phân tổ dat M dưới móng băng - 32

Hình 2.22 Lộ trình ứng suất của phân t6 đất M bên cạnh hồ đảo - eee 33Hình 2.23 Đường bao phá hoại trong hệ tọa độ p - q .-. <<: 34Hình 2.24 Lộ trình ứng suất thí nghiệm3 trục không thoát nước trong hệ tọa độ p - q 35

Hình 2.25 Lộ trình ứng suất trong hệ tọa độ q - Pp và V - p - c.ccccccccscecse, 37Hình 2.26 Lộ trình ứng suất trong không gian v - p - d c.ccc 2c ca 38Hình 2.27 Đường cong trạng thái tới hạn và các đường ứng suất khi chất tải không thoátnước trên đất sét cố kết thường cece eecesceecuccuscescuscusceucenseuseaseusuesencs 39Hình 2.28 Phân tích ứng suất — biến dạng - - c2 21h ky 45Hình 3.1 Mặt băng vị trí xây dựng công trình Căn hộ Lô M5, Quận 7, Tp.HCM 47

Hình 3.2 Tổng quan phối cảnh công trình Căn hộ Lô M5, Quận 7, Tp.HCM 47

Hình 3.3 Toàn cảnh dự án Khu dân cư Lô M5, Quận 7, Tp.HCM 49

Hình 3.4 Mặt băng bố trí hỗ khoan địa chất - -‹- -cc c2 c2 c2 sen 50Hình 3.5 Mặt cắt hỗ khoan địa chất công trình - -c- cc CS c2 cài 51Hình 3.6 Mat cat địa chất công trinh ccccccccecceecesceccuscuceuseuscuscesceeeesensen 52Hình 3.7 Trinh tự các Phase trong mô hình Geostudio 2007 56

Hình 3.8 Mô phỏng đất nên trong mô hình c⁄ c⁄ 22252 sS s2 56Hình 3.9 Mô phỏng vật liệu trong mô hình -. -ccs< s3 57Hình 3.10 Kết quả điển hình trong mô hình GeoStudio 2007 -<- 57Hình 3.11 Mặt cắt các điểm khảo sát trong mô hình GeoStudio 2007 58

Hình 3.12 Lộ trình ứng suất của điểm 92 trong mặt phang p-q và pˆ~q” ‹- 60

Hình 3.13 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 92 trong mặt phăng p-q 61

Hình 3.14 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 92 trong mặt phang p-q” - - 61

Hình 3.15 Lộ trình ứng suất của điểm 92 trong mặt phang s-t và s`-f” 63

Hình 3.16 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 92 trong mặt phẳng s-t - 63

Hình 3.17 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 92 trong mặt phăng sˆ-f” - 64

Hình 3.18 Lộ trình ứng suất của điểm 96 trong mặt phăng p-q và p°~q” -.-« ‹¿ 64

Hình 3.19 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 96 trong mặt phăng p-q 65

Hình 3.20 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 96 trong mặt phắng p-q” - - 65

Hình 3.21 Lộ trình ứng suất của điểm 96 trong mặt phăng s-t và §”-f” 66

Hình 3.22 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 96 trong mặt phang s-t 66

Hình 3.23 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 96 trong mặt phăng s”-” - 67

Hình 3.24 Lộ trình ứng suất của điểm 97 trong mặt phăng p-q và p°~q” ‹› 67

Hình 3.25 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 97 trong mặt phăng p-q 68

Hình 3.26 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 97 trong mặt phang p-q” 68

Hình 3.27 Lộ trình ứng suất của điềm 97 trong mặt phang s-t và s`-f” 69

Hình 3.28 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 97 trong mặt phẳng s-t 69

Hình 3.29 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 97 trong mặt phăng s”-” 70

Hình 3.30 Lộ trình ứng suất của điểm 80 trong không gian p-q va p”~d” - - 72

Hình 3.31 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 80 trong không gian p-q - 72

Hình 3.32 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 80 trong không gian p°-q” 73

Hình 3.33 Lộ trình ứng suất của điểm 80 trong không gian s-t và s”~f” « 74

Hình 3.34 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 80 trong không gian s-t 75

Hình 3.35 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 80 trong không gian s-f” 75

Hình 3.36 Lộ trình ứng suất của điểm 83 trong không gian p-q và pˆ-d” -. «- 76

Hình 3.37 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 83 trong không gian p-q 76

Hình 3.38 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 83 trong không gian pˆ-q” 77

Hình 3.39 Lộ trình ứng suất của điểm 83 trong không gian s-t và s”~f” « 77

Hình 3.40 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 83 trong không gian s-t 78

Hình 3.41 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 83 trong không gian s”-f” 78

Hình 3.42 Lộ trình ứng suất của điểm 84 trong không gian p-q và p”~q” ‹- 79

Hình 3.43 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 84 trong không gian p-q - 79

Hình 3.44 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 84 trong không gian pˆ-d” 80

Hình 3.45 Lộ trình ứng suất của điểm 84 trong không gian s-t và s”~f” 80

Hình 3.46 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 84 trong không gian s-t 81

Hình 3.47 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 84 trong không gian s”-f” 81

Hình 3.48 Lộ trình ứng suất của điểm 85 trong không gian p-q và pˆ-d” «- 82

Hình 3.49 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 85 trong không gian p-q - ‹- 82

Hình 3.50 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 85 trong không gian pˆ-q” - ‹- 83

Hình 3.51 Lộ trình ứng suất của điểm 85 trong không gian s-t và s”~f” « 83

Hình 3.52 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 85 trong không gian s-t 84

Hình 3.53 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 85 trong không gian s-f” 84

Hình 3.54 Lộ trình ứng suất của điểm 99 trong không gian p-q và p”-d” - 85

Hình 3.55 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 99 trong không gian p-q $6

Hình 3.56 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 99 trong không gian pˆ-q” ‹- $6

Hình 3.57 Lộ trình ứng suất của điểm 99 trong không gian s-t và S”~f” 87

Hình 3.58 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 99 trong không gian s-t 87

Hình 3.59 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 99 trong không gian s”-f” - 88

Hình 3.60 Lộ trình ứng suất của điểm 89 trong không gian p-q và p”-d” -«- 89

Hình 3.61 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 89 trong không gian p-q 89

Hình 3.62 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 89 trong không gian p°-q” 90

Hình 3.63 Lộ trình ứng suất của điểm 89 trong không gian s-t và s”~f” « 90

Hình 3.64 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 89 trong không gian s-t 9]

Hình 3.65 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 89 trong không gian s”-t° - 9]

Hình 3.66 Lộ trình ứng suất của điểm 88 trong không gian p-q và pˆ-d” <<: 92Hình 3.67 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 88 trong không gian p-q - . - 93

Hình 3.68 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 88 trong không gian p°-q” - 93

Hình 3.69 Lộ trình ứng suất của điểm 88 trong không gian s-t và s”~f” 94

Hình 3.70 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 88 trong không gian s-t 94

Hình 3.71 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 88 trong không gian s”-f” 95

Hình 3.72 Lộ trình ứng suất của điểm 107 trong không gian p-q và pˆ-q” «- 96

Hình 3.73 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 107 trong không gian p-q 96

Hình 3.74 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 107 trong không gian p°-q” - 97

Hình 3.75 Lộ trình ứng suất của điểm 107 trong không gian s-t và S”~f” ¿ 97

Hình 3.76 Lộ trình ứng suất chi tiết của điểm 107 trong không gian s-t 98

Hình 3.77 Lộ trình ứng suất chỉ tiết của điểm 107 trong không gian s”-t° - 98

Hình 3.78 Lộ trình ứng suất các điểm trên mặt cắt AB trong không gian s-t 100Hình 3.79 Hình chỉ tiết nhóm lộ trình ứng suất các điểm năm trên mặt cắt AB trong khôngHình 3.80 Lộ trình ứng suất của các điểm trên mặt cắt AB trong không gian s’-t’ 102Hình 3.81 Hình chỉ tiết nhóm lộ trình ứng suất các điểm năm trên mặt cắt AB trong không

Hình 3.83 Hình chỉ tiết nhóm lộ trình ứng suất các điểm năm trên mặt cắt CD trong không

MO ĐẦU SG St 1 1 111 111515111111 115 1111111151111 1111 1511111111111 111111 |1 Tính cấp thiết của dé tải - «+11 E111 111gr gret |2 Mục tiêu nghiên cứu của dé tài ¿c6 s11 SE SE SE ccv cv ggegreg 23 Phương pháp nghiên cứu dé tài - - - - sE9E9E*ESESEExEkEkSkckcvcvcvgvgvrvreeree 24 Tính khoa hoc và thực tiễn của đề tai c- se Sa EE Set ESESEEeEsEserrssseree 35 Giới hạn của dé tài - + cv TT 1111111111111 1111111111111 gry 3CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE TƯỜNG CHAN TRONG HO ĐÀO SÂU 41.1 LICH SU PHAT TRIEN CUA PHUONG PHAP CHONG DO HO DAO

SAU 4

1.2 CÁC YEU TO ANH HUONG DEN CHUYEN VI CUA TUONG VAY

TRONG HO DAO SAU woiceecccecessssssssesscscssscscsscecsvsesesecacavsvsesesacavstsnsssacavensesssasavensen 5

1.3 CO CHE PHA HOAI BUNG NEN SUC KHANG HUY ĐỘNG 61.3.1 Các giả thiết các vùng bién dang cắt quanh tường - - - +s+ssss¿ 81.4 CAC NGHIÊN CỨU TRƯỚC DAY LIEN QUAN DEN TRANG THÁIUNG SUAT CUA DAT NÊN XUNG QUANH HO DAO SÂU 10

1.4.1 Cac nghiên cứu nước ngØOÀI 55 2233322613355 11111EEEEkssssrrsse 101.4.2 Các nghiên cứu trong NUGC - 5 2222222211159 111 11111 ng 12

1.5 HƯỚNG TIẾP CAN CUA DE TÀI 22 E+E+E+EEE+E+EeESEEEErkrkerererered 141.6 KẾT LUẬN CHƯNG | 5-52 SE SEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkrrrrerkrkd l6CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LY THUYET TÍNH TOÁN HO ĐÀO SAU 172.1 GIỚI THIEU - - - + = + EE 9E SE+E#E#EEEEEESEEEE E1 E111311 11113111111 0 172.2 LỘ TRINH UNG SUAT VA TRẠNG THÁI DEO CUA ĐẤT 172.2.1 Tiêu chuẩn Mohr — Coulomb c.cccccccccsccscscssescscescscescscescsecscsecscsecscsecscseens 212.2.2 Tiêu chuẩn dẻo đối với Gate cccccsesescsesscecessesesscacetetssscacevsvsesens 262.3 PHƯƠNG PHÁP PHAN TU HỮU HAN (FEM) - 55 +s+s+e+sscse 412.4 TRÌNH TU PHAN TICH BÀI TOÁN THEO PHƯƠNG PHAP FEM 422.5 GIỚI THIỆU PHAN MEM GEOSTUDIO - - 2 2 s+k+E+EeErezkeesreee 442.6 CÁC MÔ - BUN CUA GEOSTUDIO ĐƯỢC SỬ CHO NGHIÊN CUU 442.6.1 SEEP/W- Phân tích tham c.ccccccccccccceccesceccescescescescescescesceusssescussceseees 44

2.6.2 SIGMA/W - Phân tích ứng suất - biến dạng 5-66 5s+ssesesescee 452.7 KẾT LUẬN CHƯNG 2 - c2 St 1E 111511111111 111111 111.1111111 xe 46CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN VÀ PHẦN TÍCH TỪ CÔNG TRÌNH

THUC TE TẠI DỰ ÁN KHU CAN HO LÔ M5, QUAN 7, TP.HCM 47

3.1 TONG QUAN VE DỰ AN CAN HỘ LO M5, QUAN 7, TP.HCM 47

3.1.1 Tổng quan giới thiệu chung của dự ấn - - sex +x+x+k+x+Eeeeeseseee 483.1.2 Đặc điểm và quy mô của dự án - + s+ssEsESExExEkckckckekekekekeereeree 483.2 GIỚI THIEU DIA CHAT CÔNG TRINH VÀ THUY VĂN 49

3.3 CAC THONG SO TÍNH TOÁNN 5c St 22 1 1 12112111211 2111311 1111k, 533.3.1 Số liệu địa chất ¿ - c cc22 S1 1 E1 121511 111111111111 1111511111111 11 111 tk 533.3.2 Vật lIỆU - Set 11 15111111215 11011111011111011111 011101111 1111 111111 ke 533.3.3 Tat trQmg na an 53

3.3.4 Thông số tường VAY cccccssssscscscscsesececcscscsssssvsvevsvsvsesesecececscscasavavavavans 543.3.5 Thông số thanh chống - - xxx EE9E9 9 5E xEEExcvcưcvcưnggvgvgerreg 543.4 MO HINH CÔNG TRINH TRONG PHAN MEM GEOSTUDIO 2007 55

3.5 KHAO SAT CAC DIEM CẠNH TƯỜNG VAY v.ccecccccseeesesesesesteseseeseees 593.6 KHAO SAT CAC DIEM THEO CO SO LY THUYET SUC KHANG HUY2909 7]3.7 KHẢO SÁT VUNG ANH HUONG HO ĐÀO SAU - VUNG I 85

3.8 KHẢO SÁT VUNG ANH HUONG HO ĐÀO SAU - VUNG II 89

3.9 KHAO SAT VUNG ANH HUONG HỒ ĐÀO SAU - VUNG III 92

3.10 KHAO SÁT VUNG ANH HUONG HO ĐÀO SÂU - VUNG IV 96

3.11 KHAO SÁT LỘ TRINH UNG SUAT MAT CAT AB 100

3.12 KHẢO SAT LO TRINH UNG SUAT MAT CAT CD - 1043.13 KHAO SAT LO TRINH UNG SUAT CAC MAT CAT L AB II, II, 1V1083.14 KET LUẬN CHUONG 3.00 cccccccccccccssssescsssscscsssssessssseessscstsvsssstevsssstensseess 111KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ, 2 5 5 SE << x99 95eveeeeee 112KET LUAN woeeeeccccccscsccscscscscscsscscscsscscsesscscssscssssscssssscesssscsssesscstssseesseseesseeaeees 112KIÊN NGHI wiececccccccsccccccsscscscsscscscsscscscsscscscsscesssscsssssscessesscsssesscsssssscevssseesseaeaes 113TÀI LIEU THAM IKKHÁOO 2-5 5 5 5 SE xxx 929 99 eo 114

MỞ ĐẦU1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gan đây, việc thiết kế và xây dựng các công trình cao tangtrên vùng đất yếu gia tăng do sự phát triển của nền kinh tế, quá trình mở rộng quymô đô thị và công nghiệp Hàng loạt các công trình với số tầng ngày càng cao đã vàđang xây dựng Cùng với nó là sự mở rộng về qui mô và số lượng các tang hầm détận dụng khoảng không dưới lòng đất trong các công trình cao tầng Do loại côngtrình ngầm rất đa dạng nên việc thiết kế va thi công kết cấu chan giữ hố đào cũngrất đa dạng đồng thời phải thỏa mãn các điều kiện kinh tế, kỹ thuật, môi trường vakhông gây ảnh hưởng đến các công trình xung quanh

Khi thi công đào hố móng sâu, trạng thái ứng suất trong nên đất sẽ thay đổi,từ đó đất nền sẽ biến dang dẫn tới khả năng mất ôn định Thêm vào đó, nước ngầmtrong nền cũng là một yếu tố tạo nên trạng thái mất 6n định Chính vì vậy mà khitiễn hành đào hỗ móng sâu bat buộc phải thiết kế kết cầu chống đỡ vách hỗ móng vađáy hỗ móng Tác dụng qua lại giữa áp lực đất và nước ngầm với hệ thống tườngchan và kết cau khung chống đỡ vách sẽ có thé dẫn đến những trang thái giới hạnkhác nhau Yêu cầu hàng dau đối với thiết kế tường chắn và khung chống đỡ váchhố móng là không dé xảy ra phá hoại trang thái cân băng giới hạn, từ đó gây mất 6nđịnh bản thân vách va đáy hỗ móng, đồng thời còn có thé làm mat ồn định các côngtrình lân cận Biểu hiện chủ yếu của trạng thái cân bằng giới hạn bị phá hoại là matcân bang tinh lực, kết câu chống đỡ bị phá vỡ, kế cả không khống chế được tácdụng của mực nước ngâm Đối với công trình sử dụng móng cọc, khi ép cọc hayđóng cọc, thì hiện tượng sức căn bề mặt giữ bé mặt cọc và lớp đất đá sẽ xay ra, tấtnhiên là nó sẽ kéo lớp đất đá này di chuyển nên sẽ tạo sự xô lệch về khối liên kếtđất đá trên, do đó sẽ tạo các 16 hồng va gây mat 6n định của kết cau móng các côngtrình bên cạnh Do vậy, nghiên cứu ôn định của hé móng sâu là rất cần thiết cho nhucầu hiện tại Việc tìm hiểu hệ tường kết hợp với hệ chống đỡ tạm ngày càng được

ứng dung rộng rãi đặc biệt là ở những khu vực có không gian thi công giới han Day

cũng chính là cơ sở hình thành nên dé tài luận văn này

Với đề tài nghiên cứu này, tác giả mong muốn đóng góp vào vốn kiến thức

và sự hiệu biệt của mình về việc “Nghiên cứu lộ trình ứng suát cua dat xung quanhhồ đào sáu theo tiên trình thi công có xét dén ảnh hưởng độ cứng của hệ tưởng

2 Làváy ”.

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Trong khuôn khô luận van nay, tác giả tập trung nghiên cứu:- Nghiên cứu ứng xử của hồ đào sâu trong khu vực đất yếu trong điều kiện Việt

Nam Việc phân tích bằng mô hình số để hiểu rõ hơn ứng xử thực tế của hỗđào trong các giai đoạn thi công công trình ngầm Từ kết quả nghiên cứu đềxuất hướng nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng thực tế trong quá trình thiết kếvà thi công hồ dao sâu trong điều kiện đất yếu ở miền Nam Việt Nam

- Nghiên cứu môi quan hệ giữa ứng suat và biên dang của vung dat xung quanhhô đào sâu.

- Nghiên cứu, phân tích một số nguyên nhân có ảnh hưởng đến sự thành côngtrong công tác đảo đất hỗ móng sâu từ đó có biện pháp phòng ngừa hoặckhuyến cáo thích hợp trong quá trình thiết kế va thi công hỗ đào trong điềukiện đất yếu Ké từ nghiên cứu của Peck (1969) đã cho thấy tam quan trọngcủa hệ chống đỡ cũng như ứng xử của hệ này trong thi công công trình ngầmnói chung và hồ đào sâu nói riêng

- Nghiên cứu các ứng dụng phương pháp tính toán phần tử hữu hạn (FEM) đểđánh giá hiệu quả hệ tường vây đối với hỗ đào sâu

3 Phương pháp nghiên cứu đề tài- Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết tính toán.- Nghiên cứu về lý thuyết phan tử hữu han (FEM) và giới thiệu các phan mềm

thương mại có dùng phương pháp phan tử hữu han (FEM) trong phân tích baitoán địa kỹ thuật nói chung và hỗ đảo sâu nói riêng O đây tác giả sử dungphần mềm tính toán theo phương pháp phan tử hữu hạn chuyên nganh:

GeoStudio.

- Phân tích kết qua thi nghiệm trong phòng va hiện trường để có được thôngsố đầu vào cho bài toán phân tích bang phương pháp phan tử hữu han (FEM).- Thu thập, tổng hop, tính toán và phân tích dé vẽ lộ trình ứng suất của đất theo

tiến trình thi công và cho nhiều phân tô đất có độ sâu khác nhau.- Đề tài sử dụng số liệu địa chất thực tế có từ công trình căn hộ Lô M5, Nam

Sài Gòn, phường Tân Phú, quận 7, Thành phố Hỗ Chí Minh kết hợp với việcmô phỏng ứng xử của nền và hệ tường vây (Diagphram + Shoring + Kingpost)bằng phần mềm GeoStudio để mô phỏng đề tài “Nghiên cứu lộ trình ứng suấtcủa đất xung quanh hỗ đào sâu theo tiễn trình thi công có xét đến ảnh hưởng

độ cứng của hệ tường váy”.

4 Tính khoa học và thực tiễn của đề tài

Dé tài: “Nghiên cứu lộ trình ứng suất của đất xung quanh hồ đào sâu theotiễn trình thi công có xét đến ảnh hưởng độ cứng của hệ tường vây” giúp cho ngườikỹ sư thiết kế nền móng có thêm một cơ sở lý luận dự báo chuyển vị hỗ dao sâu,ảnh hưởng của dạng hình học của mặt bằng hồ đào sâu đến mức độ chuyền vị ngang

của tường vây.

Việc phân tích bang mô hình số để hiểu rõ hơn ứng xử thực tế của hồđào trong các giai đoạn thi công công trình ngầm Từ kết quả nghiên cứu đề xuấthướng nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng thực tế trong quá trình thiết kế và thicông hồ đào sâu

Đông thời nghiên cứu môi quan hệ giữa ứng suât và biên dạng của vùngđât xung quanh hồ đào sâu làm tài liệu tham khảo thêm cho những người quan tâmdén vân dé nghiên cứu trong luận văn.

5 Giới hạn của dé tài

Phạm vi nghiên cứu cho công trình thực té có tính cục bộ chưa có điêu

kiện nhân rộng phân tích nhiều khu vực địa chất khác nhau

Kết quả nghiên cứu phần lớn dựa vào kết quả phân tích khi mô phỏng trênphân mềm GeoStudio Chua phân tích day đủ hết các yếu tô ảnh hưởng đến độ 6n

định của hệ tường vây.

CHUONG 1: TONG QUAN VE TƯỜNG CHAN

TRONG HO DAO SAU1.1 LICH SU PHAT TRIEN CUA PHUONG PHAP CHONG DO HO DAOSAU

Peck (1969) trong một bài báo cáo tại hội nghị quốc tế về cơ học đất và kỹthuật nền móng đã cho thay một báo cáo nghiên cứu tong quan khá đầy đủ về cácnhân tố ảnh hưởng đến hệ chống đỡ của hé đào sâu Ngoài ra đến nay cũng đã có rấtnhiều công trình nghiên cứu đã được công bố ké từ nghiên cứu của Ralph B Peck

vao năm 1969.

Ứng xử của hồ dao sâu có liên quan đến ca sự 6n định và mức độ chuyền vicủa hỗ đào cũng như đất nền xung quanh hồ đào Do đó hệ tường vây và hệ chốngtạm được ứng dụng để giữ cho nên 6n định cũng như chuyển vị của nền đất xungquanh hồ đào năm trong một giới hạn cho phép, đáy hố đào không bị day trôi quámức kiểm soát

Chuyển vị của nền đất xung quanh hỗ dao có ảnh hưởng đáng kể đến cáccông trình lân cận, nếu chuyền vi quá lớn có thé dẫn đến sự hư hỏng hoặc thậm chílà phá hủy công trình lân cận Dễ dàng nhận thấy răng độ 6n định của hỗ dao vàmức chuyền vị của nền xung quanh nó có mối liên hệ mật thiết với nhau Với hệ sốan toàn càng lớn thì mức chuyển vị càng nhỏ và ngược lại Tuy nhiên điều này cóảnh hưởng đến van đề kinh tế cho hệ chống đỡ tạm trong thi công hồ đào sâu Vớihệ số an toàn càng lớn thì kinh phí cho hệ chống tạm càng lớn và ngược lại Do đóviệc phân tích tính toán ứng xử về ứng suất và biến dạng của hệ chống tạm cần phảiđược quan tâm đáng kể Mặc dù phương pháp cân bằng giới hạn cũng có thé đượcáp dụng để tính toán bài toán hỗ đào nhưng tốc độ phát triển của máy tính điện tử,phương pháp số như phan tử hữu hạn (FEM), sai phân hữu hạn (FDM), va các môhình số hiện dai thì việc phân tích đánh giá bài toán ngày càng đơn giản hơn ngaycả với các điều kiện biên phức tạp lẫn điều kiện tải trọng phức tạp

Hệ chống đỡ tạm bao gồm tường đứng có thể băng thép, BTCT, gỗ hoặcCDM hoặc cọc khoan phụt cao áp và hệ văng chống tạm Trong thi công hồ đào thìáp suất ngang bị mất trong quá trình đào do đó hệ văng chống tạm (có thể là thanhchống ngang hoặc xiên, neo ngang hoặc xién, ) được dùng để bổ sung lực ngangthay cho áp suất ngang ở trạng thái tĩnh khi nên chưa đào Trong khi đó thì tườngđứng đóng vai trò giữ đất không cho dịch chuyển vào bên trong hố đảo và ngănnước vào hồ đào bang cách tăng chiều dài đường thắm Chỉ tiết các hệ này được môtả khá day đủ trong số tay thực hành dùng trong hỗ dao sâu được viết bởi Puller,

Malcom (1996).

1.2 CAC YEU TO ANH HUONG DEN CHUYEN VỊ CUA TƯỜNG VAYTRONG HO ĐÀO SAU

Khi thi công ho đào sâu, những yêu tô sau ảnh hưởng dén chuyên vi ngangcủa tường chăn và đât nên:

+ Ảnh hưởng của sự thay đổi điều kiện ứng suất trong đất nên: khi đào đất, cảứng suất theo phương đứng va theo phương ngang đều giảm di và thay đổi sựcân băng áp lực nước lỗ rỗng trong đất Một trong những hiệu ứng quan trọngnhất của quá trình này là chuyển vị của đất nền ở đáy và xung quanh hồ đào

+ Kích thước hồ đào: hô dao càng sâu, ứng suat tông giảm càng lớn và như vậychuyên vi của tường chăn càng lớn Hồ đào càng rộng, chuyên vi của tường chăncảng lớn.

+ Ứng suất ngang ban dau trong đất: khi đảo đất với giá trị hệ số áp lực ngangban đầu của đất Ko lớn, chuyển dịch của đất và tường là lớn, thậm chí cả khi đào

nông.+ Đặc tính của đât nên: trong đât sét, chuyên vị ngang lớn nhât của tường chănphụ thuộc vào độ bên của dat Chuyên vị ngang của tường chăn va lún nên datcho đât sét cứng và đât rời nhỏ hơn so với đât sét mêm yêu.

+ Điều kiện nước dưới đất: sự thay đôi mực nước ngầm ảnh hưởng đến 6n địnhcủa tường chan cùng hệ chống đỡ và độ lún của công trình xung quanh hồ đào.Chénh lệch áp lực nước ở phía ngoài và phía trong hỗ dao có thể xảy ra hiệntượng bùng nên, cát chảy, ở đáy hố đào Bơm hút nước để thi công hé đảo,mực nước ngầm bi hạ thấp làm tăng độ lún của đất nền ở khu vực xung quanh hồ

đào.+ Độ cứng của tường chăn và hệ chong đỡ: chuyên vi ngang của tường chăn phụthuộc vào độ cứng của tường và hệ chông đỡ, khoảng cách bô trí các thanhchông và chiêu sâu chôn tường trong đât.

+ Gia tải trước thanh chống: chuyển vị ngang lớn nhất của tường giảm khi ápdụng gia tải trước thanh chống

+ Biện pháp thi công: khi rung hoặc ép tường cừ hay khi thi công tường chắn.+ Trình độ va chất lượng thi công: kỹ thuật thi công kém dẫn đến chuyển vingang của tường chắn lớn

+ Thời gian thi công: thời gian thi công lâu làm tăng chuyển vị của đất nềnquanh hồ đảo

+ Tính chất và quy mô của công trình lân cận.1.3 CO CHE PHA HOẠI BUN NEN SỨC KHANG HUY ĐỘNG

Cơ chế phá hoại của tường có nhéu tầng chống trong sét yêu thường là pháhoại bùn nền dưới đáy hồ đào

Biến dạng vùng nên dẫn đến phá hoại bùn nên đã được các tác giả nghiêncứu từ rất lâu như Terzaghi (1943), Bjerrum & Eide (1956), Eide (1972), Clough &

Hansen (1981), Ukritchon et al., (2003), O’Rourke,

Hình 1.1 Cơ chế phá hoại bùn nên khi không xét ảnh hưởng chân tường

(Clough & Hansen - 1981)

Hình 1.2 Cơ chế phá hoại bùn nên khi xét ảnh hưởng chân tường

(Ukritchon et al., - 2003)

Theo O’Rourke (1993), bién dang chuyên vị ngang của tường chan có nhiềutang chống trong đất sét mềm có dạng như sau:

Soil excavated yeto cause SW

Hình 1.3 Biến dang uốn bên dưới tang chống thấp nhất theo O’Rourke

/ - Chiêu dài bước song của đoạn chuyên vi, /=as

So sánh chuyển vị tường vây giữa kết quả quan trắc hiện trường và dạngchuyền vị hình sin giả định theo O’Rourke:

0 02 04 06 O08 1

+°

o

4

k

Dimensionless incremental displacements ôz/ô»,

Embarcadero Ill, San Francisco(inclomineter F)

Embarcadero Ili, San Francisco

(inclomineter G)

Embarcadero III, San Francisco

(inclomineter H)Sears Tower, ChicagoMarriott Hotel, Chicago

Hình 1.4 So sánh gia tang chuyển vi giữa quan trắc hiện trường và giả thuyết

chuyển vị dang ham sin theo O’Rourke

Hệ sô ø biêu hiện quan hệ giữa chiêu dài bước song và chiêu dài tường từđiêm chong thâp nhât phụ thuộc vào điêu kiện biên của chan tường, 1< œ <2

+ Khi chân tường cắm vào lớp đất cứng phía dưới lớp sét mềm: a =1+ Khi tường cắm vào lớp đất sét mềm rất dày, theo Hashash và Whittle (1996),chuyển vị lớn nhất sẽ xảy ra tại chân tường (chân tường tự do), vì vậy bước song |sẽ gấp đôi s, ngĩa là œ =2 (đáy cung trượt vẫn năm trong lớp sét yếu)

Các trường hợp còn lại, tùy thuộc vào độ ngàm của tường vào đất, 1<a <2(đáy cung trượt sẽ tiếp xúc với lớp đất cứng bên dưới)

`» ae Fixed-end wail Free-end wail

Hình 1.5 Anh hưởng của độ ngam chân tường đến cơ chế biến dạng dẻo của hỗ

đào có tang chống trong sét1.3.1 Các gia thiết các vùng biến dạng cắt quanh tường

Dat xung quanh tường có tầng chống trong sét yếu được giả thiết biến dạngtheo sơ đồ “dòng chảy”, chia làm 4 vùng biến dạng khác nhau như trong Hinh 1.6

/«F— ——

A B 1 Direction of majorẢNNG = -* principal stress

“peek ‘ Ỉ Corresponding soil

PSA a BH “ sưi Ơi]

DSS: Direct Simple Shear, PSA: Plane Strain Active; PSP: Plane Strain Passive

Hình 1.6 Phương ứng suất chính lên phân tô trong 4 vùng biến dạng

Dựa vào phương của ứng suất chính o, và dạng phá hoại lên phân t6 chịu cắttrong mỗi vùng biến dạng, người ta có những thí nghiệm tương ứng như sau:

+ PSA: o, phương đứng, mặt trượt xiên, là m6 phỏng của thí nghiệm 3 trục.+ PSP: o, phương ngang, mặt trượt xiên, là mô phỏng của thí nghiệm nén ngang.

+ DSS: ø, phương xiên, mặt trượt ngang, là mô phỏng của thí nghiệm cắt trực tiếphoặc cat đơn giản DSS

Cơ chế biến dạng của hệ đất — tường theo Osman va Bolton (2008) có xétđén đường biến dạng hình sin của tường theo O’Rourke (1993)

H h |

Suff stratum

Hình 1.7 Cơ chế biến dang của hồ đào rộng có tang chong trong sét có xét đến anh

hưởng của bién dạng hình sin phan bụng tường

Hình 1.8 Cơ chế biến dang của hồ đào hẹp có tang chống trong sét có xét đến anh

hưởng của bién dạng hình sin phan bụng tường

1.4 CAC NGHIÊN CỨU TRƯỚC DAY LIEN QUAN DEN TRANG THÁIUNG SUAT CUA DAT NEN XUNG QUANH HO DAO SAU

1.4.1 Cac nghiên cứu nước ngoài

Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu về trạng thái ứng suất của đất nên liênquan đến hồ đảo sâu như: Bjerrum N.L (1973), Clough G.W va Hansen L (1981),

Duncan J.M va Chang C.Y (1970), Hashash Y.M.A (1992), Lambe T.W (1970),Mana A.I va Clough G.W (1981), O’Rourke T.D (1981), Ou C.Y (2006), PeckR.B (1969), Kai S Wong (2009)

400 : _ ==¬ Co

tạ iam STC1 Ø, tăn HC

200 T Cáclộtrinh wie

ứng suất nénry 100 T TC

= STC2 TE1Bt RTC

Khoa học và kỹ thuật Imperial, London, một loạt các thí nghiệm theo các lộ trình

ứng suất CTE, RTE, TE được thực hiện để xác định các tham số tính toán hố daosâu trong quá trình dỡ tải cho đất sét tại Bangladesh

Đề xác định ảnh hưởng của yếu tổ thời gian và sự phụ thuộc vảo lộ trình ứngsuất trong tính toán hỗ đào sâu trên đất yếu, Becker P (2008) đã nghiên cứu và chếtạo thiết bị dé thí nghiệm với nhiều lộ trình ứng suất khác nhau như Hinh 1.10 Cácđoạn OA, OB, OC, OD, OE, OF thé hiện trang thai ứng suất tai các vi trí khác nhauxung quanh hồ đảo

Hình 1.10 Các lộ trình ứng suất trong hỗ đào+ Doan OA: trạng thái của ứng suất theo trục của nền móng, nền đất dap.+ Đoạn OD: trạng thái ứng suất dưới đáy của hồ đào.

+ Đoạn OB: trạng thái ứng suất sau lưng tường chắn.+ Đoạn OE: trạng thái ứng suất ở phía trước tường chan và dưới đáy hồ dao (trườnghợp bị động), nơi thay đổi ứng suất thăng đứng do giảm ứng suất thăng đứng giảđịnh là rất nhỏ

+ Doan OF: thé hiện sự giảm ứng suất thang đứng tới hỗ đào và tăng ứng suất namngang tùy thuộc vao sự dịch chuyển của tường trên phan bị động, với điều kiện làsự gia tăng ứng suất trong cả 2 hướng chính như nhau

Kai S.Wong (2001) đã nghiên cứu lộ trình ứng suất trong đất với các trạngthái chịu tải khác nhau Hình 1.11 và với hỗ đào Hình 1.12

Hình 1.12 Lộ trình ứng suất trong hồ đàoÔng chia các trạng thái ứng suất trong đất biến đối do chịu tải theo các vùngtừ A đến F trong đó lộ trình ứng suất trogn đất nền xung quanh hồ đảo sâu thuộcvùng E Đây là vùng Wong Kai S (2009) cho rằng chưa được nghiên cứu đây đủ.Do vậy các lộ trình ứng suất trong vùng C và D là các vùng đất nền chịu tải thôngthường, thường được sử dụng thay thế cho các lộ trình ứng suất trong vùng E Cáclộ trình ứng suất này đều giao với các đường phá hoại K ; tuy nhiên quan hệ ứng

suât — biên dạng hoàn toàn có sự khác nhau.

Đề mô tả sự phụ thuộc ứng suất theo quy luật Logarith trong mô hình tái bềnđăng hướng cho đất sét Nauy, theo Janbu N (1963), giá trị m ở vào khoảng 0.5 cho

P

cát và sét trong quan hệ £, = TẠI |

nhiều khảo sát trong đất yếu, dé suất số mũ được chọn là m = 1 Usmani A (2007)dé xuất m = 0.67 trong phân tích trang thái ứng suất, biến dang và thay đổi thé tíchcủa đất cát pha sét Delhi

1.4.2 Các nghiên cứu trong nước

PGS.TS Châu Ngọc An

Một số điểm lưu ý khi thiết kế 6n định va thi công phan tầng ham Tác giảcủa bài báo nhận định rằng bài toán 6n định gồm 3 vẫn đề: Ôn định tường chăn — hệchống đỡ (Hệ thanh chống hoặc neo), lún xung quanh hỗ đào và 6n định đáy hỗdao Phương pháp tính hoặc theo co học đất phô thông hoặc theo cơ hoc đất tới hanvới các chương tinh tinh tự động Nội dung tính toán 6n định của tường-hệ chốngđảm bảo cân bằng mô men, cân bằng lực ngang, cân bằng lực đứng hệ thống vàkhông có hiện tượng vượt ứng suất cục bộ Ôn định được tính với các đặc trưngchống cat — biến dạng của đất nền ở 2 giai đoạn: Giai đoạn tức thời với các thông số

như Cụ # 0 @u = 0, Eu và giai đoạn lâu dài ứng với các thông số như C’ =0, ø ¥ 0,

E'.

PGS.TS Nguyễn Bá Kế

Bài học từ sự cố sập đồ Viện Khoa học Xã hội Khu vực Tp.Hồ Chí Minh (Sựcô do lỗ hong tường vây tai tao nha Pacific — Công trình nam trong khu vực có địachất là lớp cát dày và có biện pháp thi công tương tự) Tác giả phân tích phân tíchvà 6n định tường vây bằng phương pháp phan tử hữu hạn dưới sự hỗ tro Phần mềmPlaxis 2D Kết quả kiểm tra cho thấy:

- M6 men trong tường lớn nhất 241 T.m/m nhỏ hơn 318.67 T.m/m dùng để tínhtoán thép cho tường vây trong thiết kế;

- Tổng chuyến vị tường là 0.6 m, trong khi chưa xây dựng các công trình bên trên,đo đó chuyền bị này là do trồi đáy hỗ dao;

- Chuyến vị ngang tường là 0.20 m, là quá lớn.PGS.TS Nguyễn Minh Tâm

Nghiên cứu phương pháp tính áp lực đất phù hợp cho tường vây hỗ đào sâucho công trình Vieteombank Tower, tại quận 1, Tp.Hồ Chi Minh Công trình namtrong khu vực địa chất, lớp cát dày tại quận 1, Tp.Hồ Chí Minh Tác giả nghiên cứutong quan các phương pháp giải tích và phan tử hữu hạn (có sự hỗ trợ phần mềmPlaxis) xác định áp lực đất lên tường chắn cũng như mô hình phù hợp trong Plaxis.Kết quả cho thấy kết qua lớp đất mô phỏng bằng các mô hình Hardening Soil vàMorh-Coulomb, kết quả cho thay biéu đồ chuyền vi theo chiều sâu khá phù hợp vớikết quả quan trắc thực tế Tuy nhiên chuyển vị ngang theo mô hình Hardening Soilvà Morh-Coulomb lớn hơn lần lượt từ 1.1 đến 2.0 lần và từ 2.0 đến 6.0 lần kết quả

quan trắc

Tác giải cũng kết luận rằng phương pháp tính toán áp lực đất của Stanislavcó xét tới ảnh hưởng của hoạt tải ở mặt đáy hỗ đào do quá trình tho công gây ra chokết quả chính xác hơn các phương pháp giải tích khác khi so sánh với kết quả tínhtoán bằng phần mềm Plaxis

Ths.Trần Quang Hộ

Giải pháp nền móng cho nhà cao tầng Tác giả đã so sánh kết quả phân tíchchuyển vị tường vây bằng phương pháp hữu hạn theo 3 mô hình khác nhau nhưMohr-Coulomb, Hyperbol Duncan, Modified - Camclay Kết quả chuyền vị ngangtheo mô hình MC như Hinh 1.13, tương thích với kết quả quan trắc, việc dự báo kếtquả chuyển vị ở giai đoạn sau cũng chính xác hơn giai đoạn dau Theo tác giả, do

mô hình MC được xây dựng trên cơ sở phá hoại trượt nên tính toán tốt Ở giai đoạncuối Ở giai đoạn thi công ban dau, trạng thái đất còn xa trạng thái chủ động mà môhình MC dựa trên cơ sở dan hỏi tuyến tính cho nên không mô phỏng được tính phituyến trong thực tế của đất.

Chuyển vị mgang (mm)

Ũ 5 1Ô 15 20 25 30

2o t —— Tinh loán (0M)

Hình 1.13 So sánh kết quả phân tích chuyển vị trường vây bằng phan tử hữu hạn

theo 3 mô hình khác nhau (Mohr-Coulomb, Hyperbol Duncan, Modified - Camclay)

Kết quả tính toán theo mô hình Duncan tương tự như mô hình MC vi cả 2mô hình đều dựa theo tiêu chuẩn phá hoại của Mohr-Coulomb Cả 2 mô hình dựbáo ở giai đoạn cuối của quá trình thi công là giống nhau Vì mô hình Duncan cómô đun đàn hồi và mô đun khối phụ thuộc vào ứng suất, cho nên các mô đun có độlớn tăng theo độ sâu, trong khi mô hình MC có mô dun là hang số Ngoài ra môhình Duncan có xét đến tính phi tuyến của đất trước khi phá hoại cho nên giai đoạnđầu giai đoạn đầu mô hình này phán đoán chuyền vị ngang tốt hơn mô hình MC

Các nghiên cứu này tập trung vào điều kiện địa chất của từng khu vực,nghiên cứu các thông số, quan hệ ứng suất biến dạng, các dạng mô hình nên Tuynhiên, chưa có nhiều nghiên cứu liên quan mô tả được ứng xử của đất nền xungquanh hỗ dao trong quá trình thi công hồ đảo sâu

1.5 HƯỚNG TIEP CAN CUA ĐÈ TÀI

Như đã phân tích, hé đào sâu chịu ảnh hưởng của các điều kiện địa kỹ thuật,việc tính toán hỗ đào sâu quan trọng nhất là khống chế chuyền vị ngang của tườngchắn ở mức phù hợp, do đó cần xác định rõ trạng thái ứng suất của vùng đất xungquanh hỗ dao

Nhiều nghiên cứu đã phân chia khu vực bị ảnh hưởng bởi quá trình thi côngdao đất thành 4 phan, như hinh 1.14

Vùng I: Với việc đảo hố móng, chuyển vị ngang của tường chắn sẽ xảy ra vàứng suất ngang giảm dan trong khi ứng suất thang đứng không thay đối Lộ trìnhứng suất như đoạn AC trong hình 1.14

Ảnh hưởng đáng kế nhất đến sự biến dang của hé đào là vùng I và vùng II,trong đó vùng I là tác nhân chính gây chuyển vị ngang và vùng II gây ra hiện tượngbùn nên, có ảnh hưởng quan trọng đến sự biến dang của hỗ móng Khu vực I vả khuvực II tương ứng với lộ trình ứng suất AC và AMF Trong đường AMF, phan AMlà phan dỡ tải và phần MF là phan gia tải, có thé được phân tích bằng mô hình địakỹ thuật chung Đường AC là đường ứng suất dỡ tải theo chiều ngang Khác vớiđường ứng suất AB trong thí nghiệm thông thường, có những ứng xử và lộ trìnhứng suất khác nhau

Sự thay đối lộ trình ứng suất của đất trong thực tế là rất phức tạp Từ cácnghiên cứu trước đây, có thé thấy rang dé phân tích ứng xử của vùng I (sau lưngtường chắn) va vùng II (dưới đáy hố đào) thì việc “Nghiên cứu lộ trình ứng suấtcủa đất xung quanh hỗ đào sâu theo tiễn trình thi công có xét đến ảnh hưởng độ

cứng của hệ tường vậy ” là vần đề chính can tập trung giải quyêt Đó cũng chínhlà hướng tiêp cận của đê tài.

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Theo các công trình đã công bố kế từ Peck (1969) nhân mạnh tầm quan trọngcủa các yếu t6 chính sau đây (các yếu tố khác ít ảnh hưởng đến sự làm việc của hỗđảo sâu có dùng tường vây Barrette không liệt kê ra ở đây) đến ứng xử của hỗ đàosâu nói chung và trường hợp sử dụng tường Barrette nói riêng: loại đất nền tại khuvực thi công hỗ đảo và ứng xử của đất, biện pháp thi công, các giai đoạn thi công,điều kiện nước ngầm dưới đất, hệ chống đỡ tường chan hỗ dao và tay nghề côngnhân thi công hệ thống chống đỡ và chất lượng trong thi công

Khó có thé chỉ rõ ra được yếu tố nao ở trên là quan trọng nhất hoặc có ảnhhưởng nhất đến sự làm việc của tường vay Barrette trong thi công hồ đảo sâu Điềunày dẫn đến khi thi công hố đào sâu băng tường Barrette thì hệ thống quan trắc vàphân tích bang phương pháp phan tử hữu hạn thường được dùng để nghiên cứu cácứng xử thay đôi có thé có của hệ thống dưới tác động của các yếu tô bên trên Việckết hợp bài toán phân tích ngược trong giai đoạn thi công cũng góp phần quan trọngtrong việc điều chỉnh thiết kế (có thé có) dé tiết kiệm kinh phí thi công hoặc kiểmsoát mức độ an toàn của công tác đào đất trong thi công hố móng sâu dùng tườngvây Barrette để chống đỡ tạm hoặc dùng cho trạng thái lâu dải

Phương pháp số ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong việc mô hình hóahó đào sâu và nhiều kết quả nghiên cứu cũng đã được đưa vào các tai liệu chỉ dẫnthiết kế thực hành

Trong luận án này, tác giả mô phỏng trạng thái ứng suất của đất xung quanhhố dao bằng phương pháp phan tử hữu han (FEM), tiễn hành nghiên cứu lộ trìnhứng suất của đất nên trong công trình hỗ dao sâu Xét rang đất xung quanh hồ đào lànhân tố chính của sự bién dạng bên ngoài của hỗ móng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN HO ĐÀO SAU

2.1 GIỚI THIEU

Các hiện tượng phá hoại và sập đỗ trong thi công hỗ đào sâu gây thiệt hạiđặc biệt cho con người va tài sản cũng như làm cham tiến độ của dự án Ảnh hưởngcủa chúng rất lớn, từ việc gây ra chuyển dịch nền lớn đến gây hư hại các công trìnhlân cận Do đó công tác phân tích 6n định hồ dao sâu trong giai đoạn thi công đểtránh các sự cô liên quan đến mất 6n định là yếu tố cực ky quan trọng

Mat 6n định đối với công trình thi công hố dao sâu có liên quan đến ứng suấtphát sinh trong hệ thống giằng chống có thể vượt quá sức chịu tải của vật liệu.Ngoài ra, nó còn liên quan đến ứng suất phát sinh trong nền vượt quá sức kháng cắtcủa dat Các bài toán phân tích sự ồn định của hỗ dao sâu bao gồm: 6n định cat tongthé, cát sôi và đây trôi đáy hỗ đào do áp lực nước

2.2 LỘ TRINH UNG SUAT VA TRẠNG THÁI DEO CUA DAT

Vật liệu ứng xử bên tại ngưỡng pha hoại được biết đến thông qua các thuyếtbền Mỗi thuyết bền được xét đến tùy thuộc vảo trạng thái ứng suất mà vật liệu đangtiếp nhận và phụ thuộc rất lớn vào đặc điểm cơ học của vật liệu

Trong thé giới tu nhiên, vat chat 6 góc độ được con người van dung vào cuộcsống được xét đến băng trực quan tôn tại ở 3 trạng thái Ran — Long — Khí Sự phốihợp các ty lệ trạng thái vat chất trong một thé ran định hình tạo ra dạng vật liệu trựcquan: đàn hồi, đẻo, đàn hồi — đẻo

- Mô hình vật liệu đàn hồi thuần túy được biết đến thông qua mô hình ứng xử của lòxo đàn hỗi trong định luật Hooke Một số vật liệu có bién dạng đàn hồi rất lớn làyếu tố cảnh báo trực quan, nhưng cũng có những vật liệu có biến dang dan hồi rấtbé được gọi là vật liệu cứng giòn (gang, thép cường độ cao, đá, ) thường xuất hiệnnhững phá hoại đột ngột gây nguy hiểm cho người sử dụng Quan hệ giữa ứng suất

ơ và biến dạng £ là quan hệ thuận nghịch (tình 2 1)

G G g=Al/IHình 2.1 Mô hình dan hồi tuyến tinh

- Vật liệu dẻo thuần túy là vật liệu xuất hiện biến dạng không hồi phục khi có tácđộng Vật liệu điển hình là loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo (nhựa duong), Quan hệgiữa ứng suất và bién dạng là không thuận nghịch hoàn toàn Quá trình tăng tải 0-1tạo ra một lượng biến dạng, khi dở tải 1-2 biến dạng không thay đổi, biến dạng tiếptục tích lũy sau các lần gia tải tiếp theo (hinh 2.2) Trong đó o, là ngưỡng dẻo của

dạng của vật liệu phụ thuộc vào đặc tính “nhớt” của chúng và được đặc trưng bởi hệ

số nhớt 77 thông qua định luật Newton về vật thé nhớt:

ran (2.1)

Trong đó:

z - Ứng suất tiếp7 - Hệ số nhớt (kG.sec/m?)

u - Vận toc biên dang

= - Đạo hàm vận tôc theo phương vuông góc phương biên dạng

Khi xét vật thể răn ở trạng thái ứng suất đơn ta có:

Tốc độ biến dạng: Ổu = `

t

Ung suat tiép: T= 5

Vì vậy, định luật nhớt của Newton được viết lại cho vật thé ran:

Oe

o=-2- Vật liệu dan dẻo là loại vật liệu ở thé ran pho bién Tuy thuộc vào đặc trưng cơhọc đo được của từng loại vật liệu mà ta có hai dạng mô hình đàn dẻo cơ bản:

+ Mô hình 1: Vật liệu ứng xử đàn dẻo tăng bên thông qua sự phân chia mức độ tiếpnhận ứng suất làm phát sinh các bién dạng tương ứng Mô hình này được biểu diễnbăng hai nhánh đàn hồi và nhánh nhớt mắc song song với nhau

+ Mô hình 2: Vật liệu ứng xử đàn dẻo lý tưởng theo kiểu mô hình Morh — Coulombđược biểu diễn bang hai nhánh đàn hồi và nhánh nhớt mắc nối tiếp với nhau

a) b) Gle)

Hình 2.4 a) Mô hình đàn dẻo tăng bên, b) Mô hình đàn dẻo lý tưởng

Tuy thuộc vào đặc điêm của từng loại vật liệu, mô hình cơ học sẽ có sự thamgia của đặc tính nhớt trong mỗi nhánh, tương ứng trong mô hình ứng xử.

Bản than vật liệu dat là vật liệu đàn dẻo nhớt Nếu phân chia một cách tươngđối theo lich sử chịu tai, ta có đất cô kết trước là loại vật liệu đàn nhớt, đất cố kếtthường là vật liệu đàn dẻo nhớt Bên cạnh đó, tùy thuộc vào trang thai ứng suất mà

vật liệu sẽ làm việc theo dạng mô hình I hay mô hình 2.

Igo, løp (kN/nẺ)

Hình 2.5 Quan hệ e - lợp

Trên hinh 2.5 diễn tả lịch sử chịu tải của đất được phân định thông qua giá trỊứng suất tiền cố kết Nếu xem xét đất cố kết trước, làm việc theo nhánh nén lại(nhánh nở SL), vật liệu đất ứng xử đàn hỏi Đặc tính đàn hồi của đất đã được phathuy bởi các liên kết cứng cement tự nhiên giữa các hạt đất và được lý giải thông qualực dính kiến trúc Ce Song biến dạng dan hồi này cũng cần có thời gian mới đạtđược giá trị 6n định (liên quan đến quá trình thoát nước lỗ rỗng) vì vậy đặc tinhnhớt là không thé tách khỏi bản chat vật liệu đất Trong giai đoạn đất ứng xử cố kếtthường (NCL), đặc tính nhớt thé hiện càng rõ nét trong suốt quá trình có kết và nhấtlà giai đoạn biến dạng thứ cấp (biến dạng từ biến)

Một sô mô hình thường gặp trong các tài liệu trong và ngoài nước đôi với

đất:- Mô hình Terzghi: xem đất hoàn toan là vật thé đàn hồi theo đúng quan điểm củaBoussinesq Quá trình thoát nước 16 rỗng là tự do và không gây ra tính nhớt Môhình này khá đơn giản va là tiền đề dé phát triển lý thuyết cỗ kết thắm

Ø

E,

a) b) Cc) d)

Hình 2.6 a) Mô hình của Terzghi, b) Mô hình cải tiễn của Biot, c) Mô hình của

Taylor, d) Mô hình Gilson — Lo Schiffman

- Mô hình Biot: cũng xem đất hoàn toàn là vật thé dan hồi Có xét đến biến dạngđàn hồi tức thời thông qua nhánh đàn hồi đặt ngoài môi trường nước lỗ rỗng

vờ 2.7c): xem đất là vật thé đàn nhớt Quá trình thi công đào đất (dở tai) và tái giatải sẽ xuất hiện biến dạng đàn hồi tức thời (hình 2.7).

- Mô hình của Kisiel: xem đất là vật liệu đàn dẻo nhớt (bình 2.7a).Trong phan nay tác giả sẽ dé cập đến trang thái dẻo của đất và xu hướng lựachọn mô hình ứng xử thông qua lộ trình ứng xuất Điều nay có nghĩa là trạng tháidẻo của đất nói riêng, vật liệu nói chung phụ thuộc vào hai nhóm yếu tố: Thứ nhấtđó là bản chất của vật liệu thé hiện thông qua các hang số liệu, thứ hai là trạng tháiứng suất thé hiện thông qua lịch sử chịu tải va xu hướng đặt tải trong tương lai.2.2.1 Tiêu chuẩn Mohr — Coulomb

Tiêu chuẩn Mohr được dé nghị từ năm 1900, có thể được xem như phiên bảnđược tổng quát hóa của tiêu chuẩn Tresca Cả hai tiêu chuẩn đều dựa trên giả thiếtrang ứng suất tiếp cực đại là thước đo quyết định duy nhất của sự phá hủy sắp xảyđến Tuy nhiên, trong khi tiêu chuẩn Tresca giả sử rằng giá trị giới hạn của ứng suấttiếp là hằng số, tiêu chuẩn phá hủy Mohr xem ứng suất tiếp giới hạn z trong mộtmặt phăng là một hàm của ứng suất pháp o trong cùng mặt phăng ở một điểm,

nghĩa là:

lr| =/(ø) (2.3)

Ở đây f(c) là một hàm được xác định bang thí nghiệm

Về mặt biểu diễn đồ thị theo Mohr của trạng thái ứng suất phương trình (2.3)có nghĩa là sự phá hủy của vật liệu sẽ xảy ra nếu bán kính của vòng tròn chính lớn

nhất tiếp xúc với đường cong bao f(c) (hình 2.8) Trái với tiêu chuẩn Tresca, tiêuchuẩn Mohr kế đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình (ứng suất thủy tĩnh).

Ỉ

LIN

Hình 2.8 Đường bao phá hủy phi tuyến theo tiêu chuẩn MohrDạng đơn giản nhất của đường bao Mohr f(c) là đường thắng (hình 2.9).Phương trình cho đường bao thang được Coulomb dé nghị năm 1773:

lr| =o.tangt+c (2.4)

Trong đó:

c - Lực dính kết

œ - Góc nội ma sat (ma sát trong)

Cả hai là các hăng số vật liệu và được xác định ăng thí nghiệm Tiêu chuẩnphá hủy được liên kết với phương trình (2.4) sẽ được xem là tiêu chuẩn Mohr —

Coulomb.

Hình 2.9 Đường bao phá hủy tuyến tính theo Mohr - Coulomb

Trong trường hợp đặc biệt của vật liệu không ma sát (ø=0) phương trình

(2.4) rút gọn về tiêu chuẩn ứng suất tiếp cực đại của Tresca (r=c) và lực dính kếtsẽ bang với ứng suất chảy trong trượt thuần túy e =k

Tiêu chuẩn Mohr — Coulomb có thé được viết:

1.0 |C m=1.0 B

0.6)

3 6kì sok id

Of $“ |

5 + 02@= 4 ` | GjfcD J02 96 1.0 s—

E F

Hình 2.10 Tiêu chuẩn Mohr — Coulomb trong mặt phang o, = 0Dé biểu thị hình dáng 3 chiều của bề mặt phá hủy của tiêu chuẩn Mohr —Coulomb, ta dùng viết lại phương trình (2.6) dưới dạng:

⁄(1.2,.9) =s.sinø + J7; sin| 0+) J2 °95(2+5]simø~eeos= 0 (2.12)

Hoặc một cách tương đương theo cac biến &,0,0:

ƒ(š.p.9)= ÝZ£sinø+5,2sin| +2 ]+ p.cos[ 0+} sing —V6e.00s 0 =0 (2.13)

Trong không gian ứng suất chính, phương trình trên biểu diễn một hình choplục giác không đều, mặt cắt ngang của nó trong mặt phăng Z là lục giác không đều

Thay các giá trị €=0,0=0" ta được thông số bán kính đỉnh lục giác ở điểmAla p, và €=0,0=60° và thông số bán kính đỉnh lục giác ở điểm B là p,, trênmặt phẳng Z (hinh 2.11) Nếu sử dụng các quan hệ trong biểu thức (2.7) và (2.8), ta